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2012年 第18卷 第3期    刊出日期：2012-06-30

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论文

基于lαβ空间和抗混叠Contourlet变换的遥感图像融合算法

徐彤阳，方勇

2012, 18(3):  221-226.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.001

摘要 ( 2416 )   PDF (3465KB) ( 1061 )  

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针对遥感图像中多光谱和全色图像的融合问题，提出一种基于lαβ空间和抗混叠Contourlet变换(non-aliasing contourlet transform, NACT)的融合方法.该方法首先将多光谱图像进行lαβ变换，对其l分量和全色图像分别进行抗混叠Contourlet变换；然后，利用循环平移(cycle spinning,CS)算法消除由于变换缺乏平移不变性而引起的图像失真，对得到的低频子带系数和各带通方向子带系数分别进行融合；最后，通过抗混叠Contourlet逆变换和lαβ逆变换得到新的l分量以及融合后的高空间分辨率的多光谱图像.实验结果表明，该算法优于传统的色度-亮度-饱和度（hue-intensity-saturation, HIS）变换融合方法、小波融合方法以及Contourlet变换方法.

基于拥塞控制的无线多媒体传感网地理位置路由协议

金彦亮,张勇,薛用,张震

2012, 18(3):  227-230.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.002

摘要 ( 2190 )   PDF (1223KB) ( 910 )  

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无线多媒体传感网络(wireless multimedia sensor network, WMSN)是一个能量受限的网络，能量问题直接影响到网络的生命期.如果知道目的节点的地理位置信息，路由请求(routing requests, RREQs)就可以减小包的转发范围，减少不必要的能量消耗.地理位置路由(location aided routing，LAR)基于该思想被提出.在LAR协议的基础上，利用媒体访问控制层（media access control，MAC）的拥塞信息，提出基于拥塞控制的LAR路由协议——ILAR(improved LAR).仿真结果表明，ILAR具有路由开销少、吞吐量大和包时延小的特点，适合作为WMSN的路由协议.

基于阶跃阻抗谐振器的新型双频宽带带通滤波器

胡金萍，李国辉，景冻冻，吴辉，马艳忠

2012, 18(3):  231-234.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.003

摘要 ( 2201 )   PDF (1351KB) ( 1125 )  

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在传统1/4波长阶跃阻抗谐振器（step impedance resonator, SIR）的基础上，提出一种新型双频宽带带通滤波器(bandpass filter,BPF)的结构及其设计方法，其中心频率为1.90/5.65 GHz，可工作于GSM等无线通信系统中.该滤波器频率覆盖范围广，带宽宽，其第一频段的绝对带宽为980 MHz，第二频段的绝对带宽为960 MHz.该滤波器在基频1.90 GHz的回波损耗低于-25 dB，插入损耗为-0.012 dB.同时，滤波器的两通带隔离度好，结构简单，易于加工.频率响应特性S₁₁和S₂₁的电磁仿真和实测结果非常吻合.

真三维显示中的片源获取方法

田丰，赵凡，陈明，张文俊

2012, 18(3):  235-239.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.004

摘要 ( 2001 )   PDF (3602KB) ( 953 )  

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介绍已制作的真三维显示器，解释基于可视体素的显示技术.针对三维模型的海量数据生成问题，提出基于虚拟结构光的真三维片源获取方法，实现模型的空间数据生成.仿真结果为大型真三维显示器参数设计理论提供依据.实证明，该方法可为真三维显示提供彩色、高分辨率的片源.

基于分数阶Fourier变换的乳腺肿瘤纹理特征提取

钟瑾1，施俊1，周世崇2，胡文婕1

2012, 18(3):  240-245.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.005

摘要 ( 2370 )   PDF (1020KB) ( 1240 )  

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分数阶Fourier变换(fractional Fourier transform, FrFT)是传统的Fourier变换在分数级次上的推广，它同时包含了信号时频域的信息.对乳腺肿瘤超声图像进行分数阶Fourier变换，提取分数阶Fourier变换域相位信息的统计纹理特征，并结合AdaBoost分类算法，实现乳腺肿瘤的良恶性分类.实验结果表明，基于分数阶Fourier变换提取的纹理特征能较好地应用于乳腺肿瘤的良恶性分类，说明该方法可用于乳腺肿瘤的计算机辅助诊断.

用于GSM/DCS/PCS通信的小型三频段平面倒F天线

相亮亮，肖中银，马德臣，吴效环，黄春燕，寇鑫

2012, 18(3):  246-250.  doi:10.3969/j.issn.10072861.2012.03.006

摘要 ( 2885 )   PDF (2341KB) ( 1569 )  

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提出一种可应用于便携移动设备中的小型化三频段平面倒F天线(planar inverted F antenna, PIFA).天线通过印刷刻蚀技术直接在相对介电常数为2.8的双面印刷电路板（printed circuit board，PCB）板表面成型.该PIFA结构经过适当的折叠后，表面积仅为160 mm²， 长宽分别为40和4 mm.天线通过50 Ω同轴线馈电，GSM，DCS，PCS 3个工作带宽的中心频点分别为900，1 800和1 900 MHz.在仿真设计的基础上加工了天线实物并进行测量，结果显示，仿真结果与测试结果具有良好的一致性.

雷达吸波材料反射率的现场测量

郭寅生,颜锦奎,徐得名,庄静

2012, 18(3):  251-255.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.007

摘要 ( 2984 )   PDF (1839KB) ( 1361 )  

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雷达吸波材料（radar absorbing material，RAM）反射率的大小是衡量吸波材料性能好坏的重要指标.提出一种对雷达吸波材料反射率进行现场测量的新方法.该方法将六端口矢量反射计与H面喇叭测量探头相结合，并配合现代电子计算机及Matlab软件对测量系统进行校准与数据处理，最终成功实现雷达吸波材料反射率的现场测量.实验结果表明，该方案切实可行，精度满足工程需要，又一次拓宽了六端口测量技术这一经典理论的应用领域，并且在六端口系统的校准方面提出一种简单快捷的校准方法.该方法与传统方法相比，无论在时间上还是在校准精度上都有较大幅度的提升.

椭圆型方程的Legendre三角单元谱元法

张帅胤1,马和平1,王立联2

2012, 18(3):  256-260.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.008

摘要 ( 2181 )   PDF (1692KB) ( 1162 )  

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采用最近发展的一种三角形到四边形的映射，对复杂区域上椭圆型方程的混合边界问题，建立三角单元的Legendre谱元法，应用于若干不规则区域问题的计算.通过数值算例验证该方法的有效性.

广义逆函数值Padé逼近行列式的一个新算法

吴永生1,2,顾传青1

2012, 18(3):  261-264.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.009

摘要 ( 2404 )   PDF (604KB) ( 874 )  

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应用Arnoldi方法求解系数为反对称矩阵的线性方程组，给出广义逆函数值Padé逼近行列式公式的一种新的计算方法，并由此提供计算型为［n/2k］f(x,λ)的广义逆函数值Padé逼近的几个算法.通过实例说明方法的有效性.

基于关联规则挖掘的蛋白质相互作用的预测

林合同，龚云路，秦殿刚，冯铁男，王翼飞

2012, 18(3):  265-270.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.010

摘要 ( 1712 )   PDF (1310KB) ( 900 )  

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利用蛋白质的一级结构信息，采用三肽频数方法刻画蛋白质序列，将关联规则(association rule,AR)挖掘应用于蛋白质相互作用(proteinprotein interactions, PPIs)的预测.计算结果表明，提出的方法在半胱氨酸不同分类的情况下都能够准确地预测蛋白质相互作用.最后，比较半胱氨酸的不同分类对预测结果的影响.

铜铟硒与铜铟硫太阳能电池中有序缺陷化合物的性质及对能带偏移的影响

余斌,徐飞,马忠权,周平华,石建伟,郑玲玲,李拥华，洪峰

2012, 18(3):  271-276.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.011

摘要 ( 3165 )   PDF (3382KB) ( 1445 )  

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利用第一性原理模拟计算铜铟硒(CIS)太阳能电池CIS吸收层,及CIS中普遍存在的有序缺陷化合物（ordered defect compound，ODC）CuIn₅Se₈的性质.依据CuIn₅Se₈形成的方式，结合对称性越高、能量越低的原则，建立CuInS₂中的ODC CuIn₅S₈结构，并从态密度角度讨论CuInS₂与CuIn₅S₈的差异.分别选用ZnSe和CuI半导体作为CIS和CuInS₂电池的缓冲层，利用第一性原理计算得到价带偏移（valence band offset，VBO）.在ZnSe/CIS界面处，CIS的价带顶（valence band maximum，VBM）比ZnSe高0.52 eV；在CuI/ CuInS₂界面处，CuI的价带顶比CuInS₂低0.37 eV，表明CuI非常适合应用于CuInS₂电池缓冲层.ODC中由于Cu的缺失，其d轨道电子和阴离子p轨道电子的p-d排斥力减小，使ODC材料的价带顶相对于自身本征材料有所下降.

扩散方阻对多晶硅太阳能电池效率的影响

李鹏荣，吴伟，马忠权，王义飞

2012, 18(3):  277-281.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.012

摘要 ( 5403 )   PDF (2858KB) ( 2811 )  

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在现有大规模太阳能电池生产工艺的基础上，改变扩散工艺条件，制备一系列的方块电阻发射极.在未改变其他工艺参数的条件下，当发射极方块电阻升高时，短路电流持续上升，开路电压在接近70 Ω/□时接近饱和，而填充因子（fill factor,FF）则因串联电阻的增加呈下降趋势.器件的效率在70 Ω/□方阻发射极时达到最大值.通过光致发光图(photoluminescence, PL)比较方阻为50和70 Ω/□发射极的吸杂效果，结果说明，在磷扩散过程中，硅片的晶粒、晶界以及位错区域的吸杂效果都非常明显，且50 Ω/□发射极硅片的吸杂效果略优于70 Ω/□的硅片.

近壁湍流和微颗粒的两相作用及减阻效应

唐一敏,陈林烽,董宇红

2012, 18(3):  282-287.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.013

摘要 ( 2600 )   PDF (2193KB) ( 1025 )  

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为研究颗粒和近壁湍流的相互作用和流动阻力问题，采用点力双向耦合模型并结合Lagrange 粒子追踪法，对负载颗粒的槽道湍流进行直接数值模拟(direct numerical simulation, DNS).同时，从含颗粒作用外力项的NavierStokes方程出发，推导颗粒加载湍流的阻力系数表达式.考察较低容积比下粒径小于Kolomogrov尺度的颗粒对湍流结构的调制以及湍流减阻现象，讨论颗粒尺度和数量等加载参数对阻力系数的影响，发现在本研究范围内的细微颗粒对湍流的调制以抑制作用为主，同时产生明显的减阻效应.

离心泵启动过程的数值模拟

郭宪军,陈红勋,朱兵

2012, 18(3):  288-292.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.014

摘要 ( 2825 )   PDF (1880KB) ( 1332 )  

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离心泵启动过程中，数值模拟方法需要给定叶轮转速随时间变化的经验公式，针对这些不足，从转矩平衡方程的角度出发，对ANSYS CFX软件进行二次开发.根据输入的驱动力矩曲线自动更新叶轮转速，建立包含离心泵和循环管路在内的三维封闭模型，并在此基础上对离心泵启动过程进行数值模拟.将计算结果与实验的特性曲线进行对比分析，二者在性能变化趋势上定性一致，证明此计算方法的有效性.

对流槽宽高比对长方体湍流热对流系统传热的影响

李春梅，刘伯方，周全，卢志明，刘宇陆

2012, 18(3):  293-298.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.015

摘要 ( 2300 )   PDF (1751KB) ( 998 )  

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采用长方体对流槽，研究以水为流体介质的RayleighBénard(RB)湍流热对流系统中，对流槽宽高比对系统湍流传热Nu-Ra关系的影响.改变对流槽的高度，使对流槽的宽高比分别为（Γ_x, Γ_y）=（1.00，0.30）,（2.00，0.60）,（4.00，1.20）,（7.25，2.18）,（14.29，4.29）和（20.84，6.25），实验参数Rayleigh数（Ra）和Prandtl数（Pr）的变化区间分别为5.0×10⁵≤Ra≤5.6×10¹⁰和5.3≤Pr≤7.0.结果表明，与圆柱形对流槽中的情形不同，长方体对流槽中系统湍流传热的Nu-Ra关系几乎独立于系统对流槽的宽高比.

银行业数据中心系统灾备技术

王仲怡，赵正德

2012, 18(3):  299-304.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.016

摘要 ( 2162 )   PDF (1713KB) ( 2096 )  

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近年来随着数据中心体系结构的建设，灾难备份技术越来越受到各业界的重视.介绍数据中心系统灾备的意义和目标，给出灾备和恢复的指标体系以及灾备的实现技术.针对银行业数据中心的单点故障、逻辑故障以及自然灾难的情况，提出并设计数据及应用的备份和恢复方案，使业务能够可靠、安全和持续的运行.

邻居搜索问题在CUDA上基于KD-TRIE方法的优化与实现

包南森1,李正杰1,柴亚辉1,2,徐炜民1

2012, 18(3):  305-310.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.017

摘要 ( 2484 )   PDF (2061KB) ( 1161 )  

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介绍如何在CUDA上搭建KD-TRIE，并对其进行搜索，使其能适应解决邻居搜索问题.实验结果表明，当搜索半径较小（如整个空间直径的0.01和0.001），数据规模较大（如10⁶）时，使用KD-TRIE进行搜索的效果最佳，与蛮力算法相比可以达到加速比5 000～15 000倍的效果；当搜索半径较大时，加速比会相应减少.采取优化措施,可以提高加速比.

核反应堆压力容器模拟钢中纳米富Cu相的变形特征

蔡琳玲1,2,徐刚1,2,冯柳1,2,王均安1,2,彭剑超1,2,周邦新1,2

2012, 18(3):  311-316.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.018

摘要 ( 2303 )   PDF (4640KB) ( 1524 )  

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提高了Cu含量的核反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)模拟钢样品，经过880 ℃水淬、660 ℃调质处理和400 ℃ 1 000～4 000 h的等温时效处理，观察到纳米富Cu相的析出;随后进行20%~30%冷轧变形，采用萃取复型(extraction replica,ER)和高分辨透射电镜（high resolution transmission electron microscopy,HRTEM）的方法研究纳米富Cu相的变形特征.研究结果表明，镶嵌在α-Fe基体中的纳米富Cu相，在冷轧变形时的变形机制较为复杂，存在多种变形方式.当纳米富Cu相的晶体处于有利取向时，可以跟随基体一起发生滑移变形，表现为“软”颗粒的特性；当晶体处于不利取向时，会发生孪生变形，甚至诱发马氏体相变，有时生成“轮毂辐条”状的孪晶结构，大大提高了纳米富Cu相继续变形时的抗力，表现为“硬”颗粒的特征，因而析出纳米富Cu相会产生明显的强化作用.

聚丙烯腈/多金属复合氧化铁可见光催化光解水的性能

陆强，刘引烽，李煜光，杨呈夏，冉明浩，杨红，顾莹，夏义本

2012, 18(3):  317-322.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.019

摘要 ( 2055 )   PDF (2757KB) ( 1110 )  

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采用共沉淀法和浸渍法制备聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)/多金属氧化铁复合光解水催化剂.傅里叶变换红外光谱分析仪（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）表征表明，热处理后的聚丙烯腈发生了热环化反应，其功能基团与金属离子间具有较强的相互作用.X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）表征表明，催化体系中的氧化铁主要为立方晶系，铜、镍及钯均以氧化物形态存在.在光催化反应中，催化剂表现出了较好的催化效果，最高催化产氢速率达到714.3 μmol/(g·h).

浇注温度对脉冲磁致振荡细化纯铝凝固组织的影响

李博，尹振兴，龚永勇，李仁兴，翟启杰

2012, 18(3):  323-326.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.020

摘要 ( 2110 )   PDF (2914KB) ( 1171 )  

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采用自制脉冲电源，研究脉冲磁致振荡(pulse magnetooscillation,PMO)对纯铝凝固组织的作用效果，考察浇注温度对纯铝凝固组织细化的影响.实验结果表明，低的浇注温度有利于铸锭中形成适合晶核生存的温度场，增加晶核存活数量，从而改善铸锭的细化效果.

多循环快速热退火诱导普通玻璃衬底非晶硅薄膜晶化

於凡枫，金晶，史伟民，瞿晓雷，许月阳

2012, 18(3):  327-330.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.03.021

摘要 ( 2100 )   PDF (2645KB) ( 1244 )  

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介绍一种使用快速热退火设备，经多次循环退火诱导，在普通玻璃衬底上生长非晶硅薄膜晶化的实验方法.利用拉曼（Raman）光谱、原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）、紫外可见分光光度计（UV-VIS spectrophotometer）和霍尔（Hall）测试系统对薄膜的结构、形貌及电子迁移率进行测试.结果表明，当退火温度达到680 ℃时，薄膜开始出现晶化现象；随着快速热退火次数的增加，拉曼光谱在500 cm^-1处测得多晶硅特征峰；在循环退火5次后，其最佳晶化率达到71.9%，光学带隙下降，晶粒增大，载流子迁移率提高.